【摘 要】
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论文以碳纳米管悬浮液和掺杂在石英玻璃中的碳纳米管以及氧化钒薄膜为研究对象，对其在激光辐照下的光限幅行为和机理进行了一系列的实验研究，分析了影响光限幅性能的各种因素。结合非线性光学理论和米氏散射理论对碳纳米管的光限幅机理进行了解释，初步建立了碳纳米管非线性散射光限幅的简化物理模型；对氧化钒薄膜在连续激光辐照下的动态光限幅行为开展了实验研究，并进行了定性分析。论文主要包含下列研究内容： 1、碳纳
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论文以碳纳米管悬浮液和掺杂在石英玻璃中的碳纳米管以及氧化钒薄膜为研究对象，对其在激光辐照下的光限幅行为和机理进行了一系列的实验研究，分析了影响光限幅性能的各种因素。结合非线性光学理论和米氏散射理论对碳纳米管的光限幅机理进行了解释，初步建立了碳纳米管非线性散射光限幅的简化物理模型；对氧化钒薄膜在连续激光辐照下的动态光限幅行为开展了实验研究，并进行了定性分析。论文主要包含下列研究内容： 1、碳纳米管的光限幅行为 通过超声波降解法制备了多壁碳纳米管的水—表面活性剂悬浮液和乙醇悬浮液，测量了其对于波长1064nm、脉宽10ns Nd：YAG调Q激光的光限幅曲线以及对重复频率脉冲激光的限幅能力，分析了悬浮液浓度和溶剂的热物理性质对光限幅性能的影响；制备了掺杂多壁碳纳米管的石英玻璃，测量了其光限幅行为并与碳纳米管悬浮液进行了比较。 2、非线性光限幅理论 基于非线性光学理论，分析了碳纳米管光限幅的可能机理，主要包括非线性吸收（双光子吸收和反饱和吸收）、非线性折射和非线性散射（米氏散射）等光限幅机理。 3、碳纳米管的光限幅机理 通过Z-scan方法测量了碳纳米管悬浮液的全开孔和小孔Z-scan曲线，经过对两条曲线的分析比较发现：非线性散射在光限幅中起主要作用，非线性折射对光限幅也有一定的作用；制作了一个小型积分球，将散射能量全部收集起来，得到了散射能量随入射激光能量非线性增加，而吸收的激光能量则随入射激光能量线性增加的结果，进一步证明了非线性散射的存在；使用探针光技术测量了激光和碳纳米管悬浮液相互作用期间及后续时间内探针光波形的变化情况，探针光信号的周期性变化可能是由于碳纳米管吸收激光能量后升华形成的微碳气泡引起的；另外，通过测量在不同入射激光能量密度下，平行于入射线偏振光偏振方向的散射面内散射能量的角度分布，结合米氏散射理论，结果发现散射能量的角度分布具有明显的米氏散射特征。 综合上述实验结果，碳纳米管悬浮液的光限幅机理可能源于碳纳米管吸收激光能量后升华生成微碳气泡，这些微碳气泡在激光脉冲作用时间内不断增大，从而对入射激光
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